High-temperature superconducting rotating machine equipped with fixed-type rotor cryostat for cryogen and stator cooling structure using of vaporized cryogen from rotor

The present invention relates to a high-temperature superconducting rotating machine with a fixed-type cryogen cooling tank for a rotor and a cooling structure using vaporized waste cryogen. According to the present invention, a cryogenic cooling tank is installed in a rotor part where a high-temperature superconducting field winding and a DC power generator for a non-contact exciter are located and is installed as a fixed structure always storing liquid cryogen, so that a manufacturing and construction structure is simplified in comparison with prior arts for cryogenic cooling (existing cryogenic cooling structure requires addition of a special and complex cooling structure to supply cryogen to a high-temperature superconducting field winding rotating at a constant speed), thereby greatly increasing operation reliability, maintainability, and economy of a rotating machine system. In addition, a separate cryogenic cooling tank (sub cooling chamber) is separately partitioned and installed with respect to a stator for a rotor and a non-contact exciter magnetic flux generation unit (supply unit), which are located in a room temperature part, so that gaseous refrigerant cryogen vaporized after cooling the rotor (which was discharged and discarded into the atmosphere) is recovered and reused in the cryogenic cooling tank (sub cooling chamber), thereby greatly increasing cooling performance and efficiency of the rotating machine system. 본 발명은 회전자용 고정형 극저온 냉매 냉각조와 폐기화 냉매 재사용 냉각 구조를 구비한 고온초전도 회전기에 관한 것이다. 이에 본 발명의 기술적 요지는 고온초전도 계자 권선과 비접촉식 여자기용 직류 전원 발생부가 위치하는 회전자 파트에 극저온 냉각조가 설치되도록 하되, 상기 극저온 냉각조는 액체 냉매를 상시 저장하는 부동 구조물(움직이지 않는 고정 구조물)로서 설치되는 바, 이는 극저온 냉각시 종전(기존의 극저온 냉각 구조는 일정 속도로 회전하는 고온초전도 계자 권선에 극저온 냉매를 공급하기 위해 특수하고 복잡한 냉각 구조를 부가해야 함) 대비 제작시공 구조의 단순화를 실현하여 회전기 시스템의 운전 신뢰성과 유지보수성 및 경제성이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 상온부에 위치하는 회전기용 고정자와 비접촉식 여자기 자속 발생부(공급부)에 대하여 별도의 극저온 냉각조(서브냉각챔버)가 개별 구획되어 부설되도록 하는 바, 이는 회전자를 냉각한 후 기화(기존에는 대기중으로 배출하여 폐기함)된 기체 냉매를 회수하여 상기 극저온 냉각조(서브냉각챔버) 내에서 재사용하도록 함으로서, 회전기 시스템의 냉각 성능과 효율성이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 한다.